重载铁路轮轨磨耗及其对安全运行的影响

重载铁路轮轨磨耗及其对安全运行的影响

熊嘉阳;邓永权;曹亚博;李立;金学松

【摘要】The development and application of heavy haul railways in China and other countries were reviewed. Typical wheel-rail wear that occurred

on heavy haul railway lines was elaborated,including the wheel flange wear,hollow wear on the wheel tread,wheel ovalization,eccentric wear of wheels, side wear at rail gauge corner,rail corrugation,wheel flats,and rail burns. Then,the wheel-rail wear of heavy haul railways was studied mainly from two aspects:the mechanical behavior of the wheel-rail interaction system;and the mechanism and development of the wheel-rail

wear,influences of factors and possible counter measures. Moreover,effects of wheel-rail wear on the wheel-rail contact,the vehicle-track interaction,and the running stability and comfort of trains were discussed. Finally, research methods and technical routes were proposed to study the derailment safety problems of heavy haul trains under different worn conditions. With them,the derailment mechanism of heavy haul trains,key influential factors,and their rules under different worn conditions are expected to be worked out using numerical simulation.%介绍了国内外重载

铁路发展现状和运用情况。详细论述了重载铁路在运营过程中轮轨典型的磨耗情况，主要有车轮轮缘磨耗、车轮踏面凹坑磨耗、车轮椭圆磨耗、车轮偏心磨耗、钢轨轨角侧磨、钢轨波浪形磨损以及轮轨擦伤。关于重载铁路轮轨磨损的研究主要分两个方面：轮轨的力学行为和基于轮轨行为对轮轨磨耗的机理、发展规律、主要影响因素和降磨措施。讨论了轮轨磨耗对轮轨接触载荷、车辆和轨道动力学行为、运行安

全和稳定性的影响。提出了轮轨磨耗状态下重载列车脱轨安全问题的研究方法与技术路线，以期通过数值仿真计算，研究轮轨磨耗状态下重载列车脱轨机理和关键影响因素及其规律。

【期刊名称】《西南交通大学学报》

【年(卷),期】2014(000)002

【总页数】8页(P302-309)

【关键词】重载列车;轨道;安全运行;脱轨;轮轨磨耗

【作者】熊嘉阳;邓永权;曹亚博;李立;金学松

【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031

【正文语种】中文

【中图分类】U270.33

1 国内外重载铁路发展现状

重载运输代表了铁路货物运输领域的先进生产力，是铁路现代化的一个重要标志，至今已经遍及包括美国、加拿大、澳大利亚、中国、巴西等幅员辽阔、资源丰富、大宗货物运输较多的国家.国际重载运输协会认为，铁路必须满足以下3 条标准中的至少2 条才能归类为重载铁路:

(1)经常、定期开行或准备开行总质量至少为5 000 t 的单元列车或组合列车;(2)在

长度至少为150 km 的线路区段上，年计费货运量至少为2 000 万t;(3)经常、正常开行或准备开行轴重25 t 及以上的列车.

2005 年 IHHA (International Heavy Haul Association)巴西年会上修订标准(适用于新申请入会会员):列车质量至少为8 000 t，轴重(计划轴重)在27 t 及以上，在至少150 km 线路区段上，单线年运量超过4 000 万t 才能归类为重载铁路. 重载运输主要模式有3 种，即北美铁路的单元列车、俄罗斯的组合列车和我国的整列重载列车.

1.1 国外重载运输发展现状［1］

(1)美国.重载运输发源于20 世纪60 年代的美国，重载一级线路16 万km，居世界之首.一般采用大容量、低自重货车，轴重29.8 ～35.7 t，牵引质量12 000 ～30 000 t.重载煤炭运量占铁路货运总量的45%.

(2)加拿大. 主要有DP 和CN 重载线，约5.7 万km，重载运输占货运总量的30%.典型单元列车:轴重33 t，牵引质量16 000 t. 典型集装箱列车:50%为双层集装箱平车，牵引质量12 000 ～20 000 t.

(3)澳大利亚. 主要有东澳昆士兰线、西澳铁矿线和纽曼线.其中纽曼线平均牵引质量45 000 t，居世界之首，2001 年6 月21 日，8 台机车牵引682 辆货车，创造了重载列车牵引总质量99 734 t的世界纪录.

(4)巴西. 主要有3 条重载线，轴重29. 8 ～32.0 t，牵引质量15 000 ～30 000 t.其中卡拉齐斯铁矿线892 km，最大编组330 辆，轴重30 t，牵引质量39 000 t 以上，居全美洲之首.

(5)其他国家.南非主要有Orex 和Rechard 重载线，2.7 万km.俄罗斯发展30 t 轴重货车.印度重载运量6 亿t/a. 德国开行轴重25 t、牵引质量6 000 t 的重载列车.法国南部铁路开行25 t 轴重的重载列车.芬兰铁路正在研究开行30 t 轴重的重载列车.欧洲铁路的货运量中有30%重载运输潜力.